SU1648679A1 - Способ контрол величины энергии при контактной сварке на конденсаторных точечных и шовных машинах и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контактной сварке и может быть использовано дл  контрол  величины энергии в процессе формировани  сварного соединени  при конденсаторной сварке. Цель изобретени  - повышение точности и производительности операции контрол . Контролируетс  энерги , выдел юща с  во вторичном контуре сварочной машины при выполнении каждой сварки, путем измерени  двух значений напр жени  на батарее конденсаторов: Ui - перед включением тока. 1)2 - в момент достижени  током амплитуды. Вычисл етс  интеграл сварочного тока 1Св за врем  от включени  до достижени  им амплитуды Тм. Величину энергии наход т по формуле W Тм 0,5(111 - Ua) / ice- dt. Устройство дл  коно трол  энергии выполнено на базе однокристальной ЭВМ и цифровых микросхем и не требует каких-либо регулировок в процессе эксплуатации. 2 с.п. ф-лы. 3 ил. И &

Description

Изобретение относитс  к контактной сварке и может быть использовано дл  кон- трил  величины энергии в процессе форми- ровани  сварного соединени  при конденсаторной сварке.

Цель изобретени  - повышение точности и производительности операции контрол .

На фиг.1 представлена схема конденсаторной сварочной машины; на фиг.2 - эквивалентна  схема сварочной машины.

Батаре  конденсаторов 2 (фиг.1), зар женна  до напр жени  Он, имеет зар д

q CUH .(1)

При разр дке он тер ет зар д, пропорциональный току и времени разр дки

(2)

idt.

о

Из фиг.1 видно, что при выполнении сварки ток разр дки конденсатора имеет три составл ющие, а именно: сварочный ток ice, ток саморазр дки конденсаторов на внутреннее нелинейное сопротивление )ут и ток намагничивани  1Н сердечника сварочного трансформатора. В соответствии с этим, уравнение (2) можно переписать следующим образом:

ttt

Аф /lcBdt+/iyTdt + . (3)

ооо

С другой стороны, за врем  Т конденсатор С тер ет зар д, который определ етс  следующим выражением:

Р4

-N 00

О

М о

Aq2 C(UH-UT),(4)

где UT - напр жение на батерее конденсаторов в момент времени Т.

Если интервалы времени t и Т в уравнени х (5) и (6) равны, то равны и величины Д q и Лс}2. Тогда, приравн в правые части выражений (3) и (4)

ttt

/ ICB dt / 1ут dt / In dt

оо(Б)

C .... + ... + ...Л

UH - UT UH - UT UH - UT

На основании уравнени  (5) емкость батареи конденсаторов можно условно представить в виде трех независимых составл ющих, которые определ ют энергию , выдел емую в соответствующих участках схемы, т.е.

С Си С2 + Сз,(6)

а эквивалентную схему сварочной машины преобразовать к виду фиг.2. При этом, перва  составл юща  (2.1) емкости (2) - С1, оп редел ет энергию, выдел емую в сварочной цепи, втора  составл юща  (2.2) емкости (2) - С2,- энергию, рассеиваемую в конденсаторах, треть  составл юща  (2.3) емкости (2) - СЗ - энергию, затрачиваемую на намагничивание сердечника трансформатора .

Естественно, что формирование сварного соединени  определ ет энерги , завис ща  от величины первой составл ющей емкости, а именно С1.Так как сварное соединение формируетс  за врем  нарастани  тока до амплитудного значени , то величину энергии, выдел ющейс  в сварочной цепи за врем  образовани  сварного соединени 

можно записать следующим образом:

тм W 0.5(UH - UTM) /tcedt,(7)

о

где UTM - напр жение на батарее конденсаторов в момент достижени  током амплитудного значени ;

ТМ - врем  достижени  током амплитудного значени .

Величина W и будет той частью полной энергии, котора  выдел етс  в сварочной цепи в течение времени формировани  сварного соединени  и которую необходимо измер ть и контролировать, при этом повышение точности контрол  обеспечиваетс  за счет устранени  двух составл ющих погрешности, а именно: от потерь энергии на саморазр д батареи конденсаторов и на намагничивание сварочного трансформатора . Кроме того, при способе контрол  энергии с использованием выражени  (7) цикл операции контрол  совмещен с циклом сварки, чем достигаетс  повышение производительности операции контрол .

Способ контрол  энергии реализован при помощи устройства, структурна  схема которого приведена на фиг.З. На этой схеме показаны: схема гальванической разв зки и

преобразовани  (ГПР) 1,батаре  конденсаторов 2, коммутатор аналоговых сигналов 3, по с Роговского 4, резистор 5, усилитель 6, цифроаналоговый преобразователь ЦАП 7, коммутатор аналоговых сигналов 8 аналого0 цифровой преобразователь (АЦП) 9, однокристальна  ЭВМ (ЭВМ) 8, устройства звуковой сигнализации 10 и цифровой индикации 11, клавиатура задани  режима 12, контактор 13, сварочный трансформатор 14,

5 Входы схемы ГПР 1 подключены параллельно батарее конденсаторов 2 сварочной машины , а выход соединен с первым входом коммутатора 3, первый выход по са Роговского 4 соединен с общим проводом, а вто0 рой - с первым выводом резистора 5, второй вывод которого соединен с входом усилител  6 и выходом ЦАП 7, выход усилител  соединен с вторым входом коммутатора 3 и с первым входом ЦАП 7, второй вход кото5 рого соединен с первым входом ОЭВМ 8, второй выход ЭВМ 8 соединен с третьим входом коммутатора 3, выход которого подключен к первому входу АЦП 9, второй вход которого соединен с третьим выходом ЭВМ

0 8, выход АЦП 9 соединен с первым входом ЭВМ 8, четвертый и п тый выходы ЭВМ 8 соединены соответственно с входами устройств звуковой сигнализации 10 и цифровой индикации 11, шестой выход и второй

5 вход ОЭВМ 8 соединены соответственно с входом и выходом клавиатуры 12.

Устройство работает следующим образом .

При включении контактора 13 свароч0 ной машины предварительно зар женна  до номинального напр жени  Ui батаре  конденсаторов 2 начинает разр жатьс  на сварочный трансформатор 14, во вторичной цепи которого начинает протекать свароч5 ный ток 1св. Схема ГПР 1 подключена параллельно батарее конденсаторов 2 и обеспечивает нормирование и гальваническое разделение напр жени  на батарее. По с Роговского 4  вл етс  датчиком тока,

0 с выхода которого снимаетс  сигнал, пропорциональный производной тока. Резистор 5, усилитель 6 и ЦАП 7 образуют программно управл емый усилитель-нормализатор , коэффициент передачи которого

5 зависит от кода, поступающего от ОЭВМ 8 на вход ЦАП 7. Сигналы с выходов схемы ГПР 1 и усилител  6 поступают на соответствующие входы коммутатора аналоговых сигналов 3, причем адрес канала дл  коммутатора 3 поступает от ЭВМ 8. АЦП 9 служит

дл  преобразовани  аналоговых сигналов в цифровой код и управл етс  от ЭВМ 8. Выход АЦП 9 представл ет собой магистраль из группы двоичных разр дов, котора  соединена с входом ОЭВМ 8, Дл  задани  ус- тавок, определ ющих коэффициент передачи управл емого усилител -нормализатора и допустимых границ отклонений энергии, служит клавиатура 12 и индикатор 11. Последний используетс  и дл  визуаль- ной оценки текущего значени  энергии. Устройство звуковой сигнализации включает ЭВМ 8 при выходе значени  энергии за допустимые границы. ЭВМ 8 управл ет по программе, записанной во внутреннее ПЗУ перечисленными схемными элементами, вычисл ет и контролирует по уставкам величину энергии.

При изготовлении макета устройства использовались следующие микросхемы: К1816ВЕ48 - однокристальна  ЭВМ, К1113ПВ1 - АЦП; К590КН1 - коммутатор; К572ПА1 - ЦАП. Способ и устройство дл  его реализации испытывались со сварочной машиной АССК - 4001 и при разр дности АЦП, равной 10 бит, периоде измерений производной сварочного тока 500 мкс, времени нарастани  сварочного тока до амплитудного значени  18 мс, обеспечивали контроль энергии с погрешностью, не пре- вышающей 0,5%.

Claims (2)

1. Способ контрол  величины энергии при контактной сварке на конденсаторных точечных и шовных машинах, при котором измер ют напр жение зар дки батареи конденсаторов LH, а полученное значение энергии сравнивают с уставками верхней и нижней границ допустимых значений, о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  точности и производительности операции контрол , измер ют мгновенные

значени  сварочного тока Ice. определ ют интегральное значение сварочного тока за врем  нарастани  тока до амплитуды Тм, измер ют напр жение на батарее конденсаторов U2 в момент достижени  током амплитуды , а величину энергии наход т по формуле.

ТМ

W 0,5(Ui-U2)/icBdt.

о

2. Устройство дл  контрол  величины энергии при контактной сварке на конденсаторных точечных и шовных машинах, содержащее батарею конденсаторов, контактор, сварочный трансформатор, по с Роговского, соединенный через сопротивление с усилителем, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и быстродействи  контрол , в него введены схема гальванической разв зки и преобразовани  (ГПР), устройстча звуковой сигнализации и цифровой индикации, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), коммутатор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), электронно-вычислительна  машина (ЭВМ), клавиатура задани  режима, при этом входы схемы ГПР подключены параллельно батарее конденсаторов, а выход соединен с первым входом коммутатора, вход усилител  соединен с выходом ЦАП, а выход - с вторым входом коммутатора и с первым входом ПАП, второй вход которого соединен с первым выходом ЭВМ, причем второй выход ЭВМ соединен с третьим входом коммутатора, выход которого подключен к первому входу АЦП, второй вход которого соединен с третьим выходом ЭВМ, а выход АЦП соединен с первым входом ЭВМ, четвертый и п тый выходы ЭВМ соединены соответственно с входами устройств звуковой сигнализации и цифровой индикации, а шестой выход и второй вход ЭВМ соединены соответственно с входом и выходом клавиатуры задани  режима.

Щиг.1

Фиг. 5